写在前面的话
焊接材料选择的原则：
1.焊接材料的力学性能应首先满足所焊母材的要求(强度，延伸率)，其次
才是其他的性能(低温冲击韧性，耐腐蚀性能等)。在不同的热处理条件下，焊缝金属的性能会呈现较大的差别。
2.在进行工艺评定和产品制造焊接的过程中，使用制造商的商标牌号(一
种牌号的焊接材料可以符合多个标准型号)可能比标准型号更有利(可以减少库存中的焊材种类，而且可以为焊工提供稳定的操作工艺性能)。
3.部分奥氏体不锈钢焊接材料可以出具多证书(普通级可同时分类为L或
H级)。
4.国内市场上的焊接材料很多，但完全符合ASME规范的并不多。
5.镍基合金的焊接材料，国内也能提供，力学性能可以满足要求，但操作
工艺性能就不敢恭维了。
焊接材料选择指南（UCS篇）
碳素钢(C≤0.30%,Si≤0.060%，Mn≤1.7%，S≤0.045%，P≤0.045%)
P-No. 标准GTAW&GMAW FCAW SMAW SAW
1-1
SA-36
SA-53-EA
SA-53-EB
SA-53-SA
SA-53-SB
SA-106-A
SA-106-B
SA-135-A
SA-135-B
SA-178-A
SA-178-C
SA-179
SA-181
SA-192
SA-210-A-1
SA-214
SA-216-WCA
SA-234-WPB
SA-266-1
SA-283-A
SA-283-B
SA-283-C
SA-283-D
SA-285-A
SA-285-B
SA-285-C
SA-333-1
SA-333-6
SA-334-1
SA-334-6
SA-350-LF1
SA-352-LCB
SA-372-A
SA-414-A
SA-414-B
SA-414-C
SA-414-D
SA-414-E
SA-420-WPL6
SA-515-60
SA-515-65
SA-516-55
SA-516-60
SA-516-65
SA-524-I
SA-524-II
SA-556-A2
SA-556-B2
SA-557-A2
SA-557-B2
SA-562
SA-662-A
SA-662-B
SA-675-45
SA-675-50
SA-675-55
SA-675-60
SA-675-65
SA-695-B-35
SA-727
SA-765-I
SA-836
SA-1008-CS-A
SA-1008-CS-B
SA/AS 1548-PT430
SA/AS 1548-PT460
SA/CSA-G40.21-38W
SA/EN 10028-2-P295GH
SA/EN10028-3-P275NH
SA/GB 6654-16MnR
ER70S-2
ER70S-3
ER70S-4
ER70S-6
ER70S-7
ER70S-G
E70C-3X
E70C-6X
E70C-GX
E70C-GSX
(X=C,M)
E6XT-G
E7XT-1,-1M
E7XT-2,-2M
E7XT-3
E7XT-4
E7XT-5,-5M
E7XT-6
E7XT-7
E7XT-8
E7XT-9,-9M
E7XT-10
E7XT-11
E7XT-12,-12M
E7XT-G
（X=0，1）
E6010
E6011
E6012
E6013
E6018
E6019
E6020
E6022
E6027
E7014
E7015
E7016
E7018
E7018M
E7016-1(-46℃)
E7018-1(-46℃)
E7024
E7027
E7028
E7048
F6(A)P0-EXXX
F6(A)P2-EXXX
F6(A)P4-EXXX
F6(A)P6-EXXX
F6(A)P8-EXXX
F7(A)P0-EXXX
F7(A)P2-EXXX
F7(A)P4-EXXX
F7(A)P6-EXXX
F7(A)P8-EXXX
F7(A)PZ-EXXX
PWHT将会使焊缝金属的抗拉强度下降10%~15%。(热处理时间越长，下降的越多)
正火将会使焊缝金属的抗拉强度下降20~25%。（从奥氏体化温度冷却时，冷却速度越小，下降的越多，而正火时的保温时间对强度的影响却不大，E70XX级的焊缝金属经过正火后，通常抗拉强度为≥420MPa）
采用交流电源焊接通常会使焊缝金属具有更好的低温冲击韧性和更高的抗拉强度。
遇到厚板多层焊或焊后进行正火热处理等情况，需要防止焊缝强度过低现象。
对要求塑性好、冲击韧性、低温性能高、抗裂能力强的焊缝，应选用碱性低氢型焊材。
对于有特殊要求的焊缝（如低温冲击韧性），可选用低合金钢焊材(但对于湿H2S环境中的焊缝，应注意限制条件)。
碳素钢
P-No. 标准GTAW&GMAW FCAW SMAW SAW
1-2
SA-105
SA-106-C
SA-181-70
SA-210-C
SA-216-WCB
SA-216-WCC
SA-234-WPC
SA-266-2
SA-226-3
SA-266-4
SA-299
SA-350-LF2
SA-372-B
SA-414-F
SA-414-G
SA-455
SA-508-1
SA-508-1A
SA-515-70
SA-516-70
SA-537-1
SA-541-1
SA-541-1A
SA-556-C2
SA-557-C2
SA-587
SA-662-C
SA-675-70
SA-695-B-40
SA-737-B
SA-738-A
SA765-II
SA/AS 1548-PT490
SA/EN
10028-2-P355GH
SA/GB6654-16MnR
ER70S-2
ER70S-3
ER70S-4
ER70S-6
ER70S-7
ER70S-G
E70C-3X
E70C-6X
E70C-GX
E70C-GSX
(X—C,M)
E7XT-1,-1M
E7XT-2,-2M
E7XT-3
E7XT-4
E7XT-5,-5M
E7XT-6
E7XT-7
E7XT-8
E7XT-9,-9M
E7XT-10
E7XT-11
E7XT-12,-12M
E7XT-G
（X—0，1）
E7014
E7015
E7016
E7018
E7018M
E7016-1(-46℃)
E7018-1(-46℃)
E7024
E7027
E7028
E7048
F7(A)P0-EXXX
F7(A)P2-EXXX
F7(A)P4-EXXX
F7(A)P6-EXXX
F7(A)P8-EXXX
F7(A)PZ-EXXX
PWHT将会使焊缝金属的抗拉强度下降10%~15%。(热处理时间越长，下降的越多)
正火将会使焊缝金属的抗拉强度下降20~25%。（从奥氏体化温度冷却时，冷却速度越小，下降的越多，而正火时的保温时间对强度的影响却不大，日本神钢MF-38×US-36在小电流480~520A，低电压20~30V，低层间温度≤150℃下能够满足正火后的强度及低温冲击韧性要求，经证实采用1.3~1.8%Mn-2.0~3.0%Ni-0.35%Mo的焊缝金属能够满足正火后的强度及低温韧性要求(-50℃)，总的来说：焊缝金属应不含B,Ti,V,Nb等元素，Cr元素含量也应尽量低一些）
采用交流电源焊接会使焊缝金属具有更好的低温冲击韧性和更高的抗拉强度（也许无用）。
遇到厚板多层焊(长时间进行热处理，采用含0.25%Mo的焊缝或含Ni的焊缝可以满足长时间热处理的要求，如620×10Hrs以上)或焊后进行正火热处理等情况，需要防止焊缝强度过低现象。
对要求塑性好、冲击韧性、低温性能高、抗裂能力强的焊缝，应选用碱性低氢型焊材。
对于有特殊要求的焊缝（如低温冲击韧性），可选用低合金钢(C-Mn-Si-Ti-B,Mn-Ni,Mn-Mo,Mn-Ni-Mo)焊材。
预热温度（预热温度越高，焊缝强度越低，焊缝硬度也越低）、层间温度（影响焊缝及热影响区的冷却速度，层间温度越低，焊缝强度越高，焊缝硬度也越高）会较强地影响焊缝的力学性能。
对于HIC钢，应控制焊缝金属中的化学成分(C≤0.15%，Mn≤1.4%，Ni≤1%，S≤0.015%,P≤0.015%,S+P≤0.025%)，并控制焊接过程中的热管理(建议不管母材厚度，预热温度至少应为95℃以上，最好焊后进行消氢处理，产品焊缝应进行焊后热处理，以降低焊接接头的硬度，通常要求硬度≤HRC23)。
可满足正火（920℃，空冷）+回火(620℃)后，焊缝金属抗拉强度≥490MPa，低温冲击韧性AKV(-20℃)≥27J的焊接材料焊接方法焊材牌号生产厂商备注
GMAW Outershield MC420N-H 林肯电气
SAW US-80LT/PF-H80AS或
US-80LT/PF-H80AK 神户制钢所神户制钢所推荐
(也有用US-36/MF-38或
US-49A/MF-38达到要求的)
SAW GCR-14HM-S/GXL-121 昆山京群焊材科技有限公司已经通过试验以上焊接材料的焊缝金属类型属于0.05%C+1.3~1.6%Mn+2.1~2.9%Ni+0.5%Mo
碳钢的Larsen-Miller Paramete r （也称Hollomon Parameter ）控制在16500~17500,可以获得最佳的机械性能。 LMP = (T + 273) (C + log t r )
低合金高强钢
P-No. 标准GTAW&GMAW FCAW SMAW SAW
SA-537-2 SA-537-3 SA-765-IV ER80S-Ni1
ER80S-G
E8XT-Ni1 E8018-C3
E801X-C1
F8A8-ENi5-Ni5
1-3
(C-Mn-Si-V,Cb) SA-737-C
SA-738-B
SA-738-C ER80S-D2
ER90S-D2
ER90S-G
E110T5-K4 E9018-M
E9018-G
SA-738-B(相当于日本的SPV450Q)应用在AP1000核电站的内安全壳上（国内宝钢已经生产出了钢板用于国内AP1000核电站中，并与四川大西洋已经合作开发出了配套焊接材料）。
焊前预热50~125℃，最大焊接线能量35KJ/cm。
采用AC焊接通常会使焊缝金属具有更好的低温冲击韧性和更高的抗拉强度(相对于DC焊接)。
Larsen-Miller Paramete r（也称Hollomon Parameter）应控制在17640~18360,可以获得最佳的机械性能。
LMP = (T + 273) (C + log t r)
P-No. 标准GTAW&GMAW FCAW SMAW SAW
3-1 (C-0.5Mo)
SA-204-A
SA-209-T1
SA-209-T1a
SA-209-T1b
SA-217-WC1
SA-234-WP1
SA-250-T1
SA-250-T1a
SA-250-T1b
SA-335-P1
SA-335-P1
SA-352-LC1
SA-369-FP1
ER70S-A1
ER80S-D2
E8XT1-A1,-A1M
E7XT5-A1,-A1M
E7010-A1
E7011-A1
E7015-A1
E7016-A1
E7018-A1
E7020-A1
E7028-A1
F7A(P)X-EX-A1
F8A(P)X-EX-A2
F8A(P)X-EX-A3
3-1 (0.5Cr-0.5Mo) SA-213-T2
SA-335-P2
SA-369-FP2
SA-387-2-1
/ EXXTX-B1 E8016-B1
E8018-B1
/
C-0.5Mo钢：
D2焊材比A1型焊材具有更高的强度和更好的低温冲击韧性，高温力学性能也良好，但常必须进行焊后热处理。化学成分1.5%Mn-0.5%Mo的焊缝金属具有最佳的力学性能(极佳的低温冲击韧性)，可能也可满足P1-2组材料N+A(正火+回火)的力学性能要求。Larsen-Miller Paramete r（也称Hollomon Parameter）应控制在19000以内,可以获得最佳的机械性能。
LMP = (T + 273) (C + log t r)
0.5Cr-0.5Mo钢：
应用比较少，故B1型焊材的制造厂家非常少(如林肯电气SL 22G , D&H等)。
制造厂商商品名称
韩国现代S-8016.B1
韩国KISWEL K-8016B1
台湾中亚LA-86B1,LA-88B1
台湾玉山WSA-816B1
日本神钢CMB-86
台湾广泰KL-816B1
日本日铁住金N-31M
林肯电气欧洲SL 22G
法液空-奥林康CROMOCORD 55
华盛顿合金Washington Alloy USA 8018-B1
韩国世亚SL-88B1
WEST ARCO E8018-B1
飞拉克FILARC(原飞利浦，现属ESAB)FILARC KV1
印度D&H CROMOTHERME
P-No. 标准GTAW&GMAW FCAW SMAW SAW
3-2 (C-0.5Mo) SA-182-F1 SA-204-B SA-204-C SA-336-F1
3-2 (Mn-0.5Mo) SA-302-A
ER70S-A1
ER80S-D2
E8XT1-A1,-A1M
E7XT5-A1,-A1M
E7010-A1
E7011-A1
E7015-A1
E7016-A1
E7018-A1
E7020-A1
E7027-A1
F7A(P)X-EA1-A1
3-2 (0.5Cr-0.5Mo) SA-387-2-2
SA-182-F2
EXXTX-B1 E8016-B1
E8018-B1
C-0.5Mo钢：
D2焊材比A1型焊材具有更高的强度和更好的低温冲击韧性，高温力学性能也良好，但常必须进行焊后热处理。化学成分1.5%Mn-0.5%Mo的焊缝金属具有最佳的力学性能(极佳的低温冲击韧性)，可能也可满足P1-2组材料N+A(正火+回火)的力学性能要求。Larsen-Miller Paramete r（也称Hollomon Parameter）应控制在19000以内,可以获得最佳的机械性能。
LMP = (T + 273) (C + log t r)
0.5Cr-0.5Mo钢：
应用比较少，故B1型焊材的制造厂家非常少(如林肯电气SL 22G , D&H等)。
制造厂商商品名称
韩国现代S-8016.B1
韩国KISWEL K-8016B1
台湾中亚LA-86B1,LA-88B1
台湾玉山WSA-816B1
日本神钢CMB-86
台湾广泰KL-816B1
日本日铁住金N-31M
林肯电气欧洲SL 22G
法液空-奥林康CROMOCORD 55
Washington Alloy USA 8018-B1
韩国世亚SL-88B1
WEST ARCO E8018-B1
飞拉克FILARC(原飞利浦，现属ESAB)FILARC KV1
印度D&H CROMOTHERME
SA-182-F1的CCT图
Mn-Ni-Mo高强钢
P-No. 标准GTAW&GMAW FCAW SMAW SAW
3-3 (Mn-0.5Mo)
SA-302-B
SA-533-A-1
ER80S-D2
ER80S-G
E8018-D1
E9018-G
F8A(P)X-EX-A2
F8A(P)X-EX-A3
F9A(P)-EX-F3
3-3
(Mn-0.5Mo-0.75Ni)
SA-302-C SA-302-D SA-508-2-1 SA-508-3-1 SA-533-A-2 SA-533-B-1 SA-533-B-2 SA-533-C-1 SA-533-C-2 SA-533-D-2
3-3 (Mn-0.25Mo-V) SA-487-2-A SA-487-2-B SA-487-4-A
3-3
(0.75Ni-0.5Mo-0.3Cr-V) SA-508-2-2 SA-508-3-2 SA-541-2-1 SA-541-2-2
3-3 (0.5Ni-0.5Mo-V) SA-541-3-1 SA-541-3-2
3.5Ni-1.75Cr-0.5Mo-V SA-508-4N-3
ER90S-D2
ER90S-G
E9XT1-D1,D1M
E9XT5-D2,D2M
E10XT5-D2,-D2M
E9XT1-D3,-D3M
E9015-D1
E9018-D1
E10015-D2
E10016-D2
E10018-D2
E8016-D3
E8018-D3
E9018-D3
E9018-G
F9A(P)-EX-F3
Mn-Mo，Mn-Ni-Mo钢通常采用Mn-Ni-Mo焊材进行焊接,以使焊缝具有更好的低温冲击韧性。
Mn-Mo，Mn-Ni-Mo钢具有较高的强度，及优良的低温冲击韧性，经常用于建造核电设备（反应堆安全壳，稳压器，蒸汽发生器等），对于焊接核电设备的焊材应采用极高的质量保证措施生产。焊材中的杂质元素(P,S,Cu)应严格控制，包括焊丝表面的镀Cu(反应堆容器核心带用)。制造核电焊材的制造厂最好有ASME的QSC证书（如伊萨ESAB,伯乐BOHLER,林垦电气Lincoln）,以免除繁琐的合格供方评审(有ANI参与)。
通常SMAW的焊接线能量被限制在25KJ/cm以下，SAW的焊接线能量被限制在35KJ/cm以下。
预热温度一般在50~150℃范围内。
ASTM A302-C的CCT图
SA-533-B-1的CCT图
SA-508-3-2/1的CCT图
Cr-Mo耐热钢（1.25%Cr-0.5Mo）
P-No. 标准GTAW&GMAW FCAW SMAW SAW
4-1
(1~1.25Cr-0.5Mo)
SA-182-F11-1
SA-182-F11-2
SA-182-F12-1
SA-182-F12-2
SA-202-A
SA-202-B
SA-213-T11
SA-213-T12
SA-217-WC4
SA-217-WC5
SA-217-WC6
SA-234-WP11-1
SA-234-WP12-1
SA-335-P11
SA-335-P12
SA-336-F11-2
SA-336-F11-3
SA-336-F12
SA-369-FP11
SA-369-FP12
SA-387-11
SA-387-12
SA-739-B11
ER80S-B2
ER70S-B2L
E80C-B2
E70C-B2L
E8XT1-B2,-B2M
E8XT5-B2,-B2M
E8XT1-B2H,-B2HM
E8XT1-B2L,-B2LM
E8XT5-B2L,-B2LM
E8016-B2
E8018-B2
E7015-B2L
E7016-B2L
E7018-B2L
F7PX-EX-B2
F8PX-EB2-B2
1. 母材：
P4-1的母材典型的1～1.25％的Cr及0.5%的Mo。
2. 焊材：
B2提供的焊缝金属含有约0.08%左右的碳。B2L提供的焊缝金属含碳量不超过0.05%，焊缝中较低的碳会改善韧性和降低硬度，但同时也会降低焊缝金属的高温强度和抗蠕变性能。
3. 回火脆性：
3.1 焊缝金属要具有良好的抗回火脆性，必须满足X≤15（目标X≤12，P≤0.015%,S≤0.015%）
3.2 经实践研究，P4-1的母材对于回火脆性并不敏感（相对于2.25Cr-1Mo）。
4 冲击韧性
要使焊缝金属能够满足低温冲击韧性（-30℃）及抗回火脆性的要求，必须严格控制焊缝金属的化学成分(Mn+Si ≤1.2%)。对于埋弧焊丝，将Mn控制在0.6%以下，将Si控制在0.15%以下可能更可靠，满足(Mn+Si≤1.2%)，如神钢的US-511。但Mn含量在0.7~0.9%的埋弧焊丝可能更适合于双丝埋弧焊，如德国伯乐-T-PUT。
最佳的焊缝金属化学成分(%)：
C Mn Mn+Si Mn：Si P S P+S X J
0.06~0.10 0.7~1.0 ≤1.2(更高要求≤1.2) ≥2：1 ≤0.010 ≤0.010 ≤0.014≤15(更高要求≤12) ≤180(更高要求≤120) 为了改善焊接时铁水的流动性，有时允许将TIG焊的焊丝的Mn+Si含量提高至≤1.40%.
5 焊后热处理
回火系数越大，焊缝金属低温冲击韧性越低，应限制回火系数。最佳焊后热处理的温度为660℃～690℃（低的热处理温度通常能得到较高的低温冲击韧性），B2型焊缝金属最佳回火系数范围P：18700~20800。B2L型焊缝
注：①J=(%Si+%Mn)(%P+%Sn)×104(ppm)；X=(10P+5Sb+4Sn+As)/100(ppm)②P=T(20+logt)×10-3
X系数和(Mn+Si)的含量对冲击韧性的影响
Mn含量对冲击韧性的影响
各种低合金耐热钢的回火脆性敏感性
P-No. 标准GTAW&GMAW FCAW SMAW SAW
4-2
(0.75Cr-0.75Ni-Cu-Al) SA-333-4
SA-423-1
/ / E8018-C3 /
4-2
(0.75Ni-0.5Cu-Mo) SA-423-2
E8018-C3
Cr-Mo耐热钢(2.25%Cr/3%Cr-1%Mo)
P-No. 标准GTAW&GMAW FCAW SMAW SAW
5A-1 (2.25Cr-1Mo)
SA-182-F22-1
SA-182-F22-3
SA-213-T22
SA-217-WC9
SA-234-WP22-1
SA-335-P22
SA-336-F22-1
SA-336-F22-3
SA-369-FP22
SA-387-22
SA-739-B22
ER90S-B3
ER80S-B3L
E90C-B3
E80C-B3L
E9XT1-B3,-B3M
E9XT5-B3,-B3M
E10XT1-B3,-B3M
E9XT1-B3H,-B3HM
E9XT1-B3L,-B3LM
E9XT5-B3L,-B3LM
E9015-B3
E9016-B3
E9018-B3
E8015-B3L
E8018-B3L
F9PX-EX-B3
5A-1 (3Cr-1Mo)
SA-182-F21
SA-213-T21
SA-335-P21
SA-336-F21-1
SA-336-F21-3
SA-369-FP21
SA-387-21
/ / / /
1.母材：
P5A-1的母材典型的具有2.25Cr-1Mo的成分。
3Cr-1Mo的母材在实际应用中并不广泛，配套焊材的制造商也较少，焊接时通常可以用B5（5Cr-0.5Mo）级焊材。
2.焊材：
B3提供的焊缝金属含有约0.08%左右的碳。B3L提供的焊缝金属含碳量不超过0.05%，焊缝中较低的碳会改善韧性和降低硬度，但同时也会降低焊缝金属的高温强度和抗蠕变性能。对于埋弧焊丝，将Mn控制在0.6%以下，将Si控制在0.15%以下可能更可靠(满足Mn+Si≤1.2%，最好≤1.1%)，如日本神钢的US-521S(Si≤0.05%，Mn≤0.60%) 。但Mn含量在0.7~0.9%的埋弧焊丝可能更适合于双丝埋弧焊(Si≤0.15%,Mn：0.70~0.80%)，如德国伯乐-T-PUT。
3.回火脆性
2.25Cr-1Mo钢有较高的回火脆化敏感性。
焊缝金属要具有良好的抗回火脆性，必须满足X≤15(更高要求X≤12)（P≤0.010%,S≤0.010%）。
4.冲击韧性
要使焊缝金属能够满足低温冲击韧性（-30℃）及步冷试验的要求，必须严格控制焊缝金属的化学成分Mn+Si ≤1.2％。较低的C，有利于提高焊缝金属的冲击韧性；较高的Mn，有利于提高焊缝金属的冲击韧性；较低的Si，有利于提高焊缝金属的冲击韧性。填充金属应采用洁净钢技术生产，严格控制S,P含量。焊剂应为低氢碱性烧结焊剂，碱度≥2.7(碱度过高，可能会增高焊缝中的氧、氮含量)，且对Mn的冶金性能呈中性，不增Si，向焊缝中增S,P应尽量低,焊剂应尽量降低焊缝金属中的氧、氮含量，以提高低温冲击韧性。
最佳的焊缝金属化学成分(%)：
C Mn Mn+Si Mn：Si P S P+S X J
0.06~0.10 0.7~1.0 ≤1.2 ≥2：1（应尽量高一些）≤0.010 ≤0.010 ≤0.014≤15(更高要求≤12) ≤120(更高要求≤100)
5. 焊后热处理
回火系数越大，焊缝金属低温冲击韧性越低，应限制回火系数。最佳焊后热处理的温度为690℃。
最佳回火系数范围P：19200～20800
交流电源通常能够得到更高的初始冲击韧性。
2.25Cr-1Mo的焊缝金属有比1.25Cr-0.5Mo更好的低温冲击韧性。通常需要进行步冷试验(SC)。
注：①J=(%Si+%Mn)(%P+%Sn)×104(ppm)；X=(10P+5Sb+4Sn+As)/100(ppm)②P=T(20+logt)×10-3
焊接材料分类选择
E430 1钛铁 矿型 平、 立、 仰、 横 交流或 直流 正、反 接 E500 3 钛钙 型 平、立、 仰、横 交流或直流 正、反接 E430 3钛钙 型 平、 立、 仰、 横 交流或 直流 正、反 接 E501 高纤 维素 钠型 平、立、 仰、横 直流反接 E431 0高纤 维素 钠型 平、 立、 仰、 横 直流反 接 E501 1 高纤 维素 钾型 平、立、 仰、横 交流或直流 反接 E431 1高纤 维素 钾型 平、 立、 仰、 横 交流或 直流反 接 E501 4 铁粉 钛型 平、立、 仰、横 交流或直流 正、反接 E431 2高钛 钠型 平、 立、 仰、 横 交流或 直流正 接 E501 5 低氢 钠型 平、立、 仰、横 直流反接 E431 2高钛 钾型 平、 立、 交流或 直流 E501 6 低氢 钾型 平、立、 仰、横 交流或直流 反接
仰、横正、反接 E431 5低氢 钠型 平、 立、 仰、 横 直流反 接 E501 8 铁粉 低氢 钾型 平、立、 仰、横 交流或直流 反接 E431 6低氢 钾型 平、 立、 仰、 横 交流或 直流反 接 E501 8M 铁粉 低氢 型 平、立、 仰、横 直流反接 E432 0氧化 铁型 平、 交流或 直流 正、反 接 E250 23 铁粉 钛钙 型 平、平角 焊 交流或直流 正、反接 E432 0氧化 铁型 平角 焊 交流或 直流正 接 E502 4 铁粉 钛型 平、平角 焊 交流或直流 正、反接 E432 2氧化 铁型 平 交流或 直流正 接 E502 7 铁粉 氧化 铁型 平、平角 焊 交流或直流 正接 E432 3铁粉 钛钙 平、 平角 交流或 直流 E502 8 铁粉 低氢 平、平角 焊 交流或直流 反接
焊接材料选择指南（UCS篇） 碳素钢 P-No. 标准GTAW&GMAW FCAW SMAW SAW 1-1 SA-36 SA-53-EA SA-53-EB SA-53-SA SA-53-SB SA-106-A SA-106-B SA-135-A SA-135-B SA-178-A SA-178-C SA-179 SA-181-60 SA-192 SA-210-A-1 SA-214 SA-216-WCA SA-234-WPB SA-266-1 SA-283-A SA-283-B SA-283-C SA-283-D SA-286-A SA-285-B SA-285-C SA-333-1 SA-333-6 SA-334-1 SA-334-6 SA-350-LF1 SA-352-LCB SA-372-A SA-420-WPL6 SA-515-60 SA-515-65 SA-516-55 SA-516-60 SA-516-65 SA-524-I SA-524-II SA-556-A2 SA-556-B2 SA-557-A2 SA-557-B2 SA-662-A SA-662-B SA-727 SA-765-I SA-836 ER70S-2 ER70S-3 ER70S-4 ER70S-6 ER70S-7 ER70S-G E70C-3X E70C-6X E70C-GX E70C-GSX (X=C,M) E6XT-G E7XT-1,-1M E7XT-2,-2M E7XT-3 E7XT-4 E7XT-5,-5M E7XT-6 E7XT-7 E7XT-8 E7XT-9,-9M E7XT-10 E7XT-11 E7XT-12,-12M E7XT-G （X=0，1） E6010 E6011 E6012 E6013 E6018 E6019 E6020 E6022 E6027 E7014 E7015 E7016 E7018 E7018M E7016-1(-46℃) E7018-1(-46℃) E7024 E7027 E7028 E7048 F6(A)P0-EXXX F6(A)P2-EXXX F6(A)P4-EXXX F6(A)P6-EXXX F6(A)P8-EXXX F7(A)P0-EXXX F7(A)P2-EXXX F7(A)P4-EXXX F7(A)P6-EXXX F7(A)P8-EXXX F7(A)PZ-EXXX PWHT将会使焊缝金属的抗拉强度下降10%~15%。(热处理时间越长，下降的越多) 正火将会使焊缝金属的抗拉强度下降20~25%。（从奥氏体化温度冷却时，冷却速度越小，下降的越多，而正火时的保温时间对强度的影响却不大，也许使用1.6Mn—1.8Ni-0.5Mo类型的焊缝金属更合适，如MF-38×US-49A(含0.2Mo,适于长时间热处理),或D2,F3类型） 采用交流电源焊接通常会使焊缝金属具有更好的低温冲击韧性和更高的抗拉强度。 遇到厚板多层焊或焊后进行正火热处理等情况，需要防止焊缝强度过低现象。 对要求塑性好、冲击韧性、低温性能高、抗裂能力强的焊缝，应选用碱性低氢型焊材。 对于有特殊要求的焊缝（如低温冲击韧性），可选用低合金钢焊材。 预热温度（预热温度越高，焊缝强度越低，焊缝硬度也越低）、层间温度（影响焊缝及热影响区的冷却速
各种常用材料焊接的焊接材料选择原则 为得到高质量的焊接接头，首先要合理选择焊接材料。由于焊接部件在运行中的工况有很大差异，母材的材质性能、成分千差万别，部件的制造工艺错综复杂，因此需要从各方面综合考虑确定对应的焊接材料。选择焊接材料应遵循以下原则： 满足焊接接头使用性能的要求。包括常温、高温短时强度、弯曲性能、 冲击韧性、硬度、化学成分等，以及一些技术标准和设计图纸中对街头性能的特殊要求，诸如持久强度，入编极限、高温抗氧化强度、抗腐蚀性能等。 满足焊接接头制造工艺性能和焊接工艺性能的要求。焊接接头组成的构 件，在制造过程中不可避免要进行各种成型和切削加工，例如冲压、车、刨等，要求焊接接头具有一定的塑性变形能力和切削性能、高温综合性能等。 合理的经济性。在满足上述性能外，应选择价格便宜的焊接材料，降低 制造成本。例如重要部件的低碳钢手工电弧焊时，应优先选择碱性药皮焊条，因为碱性焊条脱硫、脱氧充分，且氢含量低，焊缝金属抗裂性能及冲击韧性性能好。而对于一些非重要不见，可选用酸性焊条，因为酸性焊条仍能满足费重要部件的性能要求，而且工艺性良好，价格便宜，可降低制造成本。 第二节碳素钢、低合金钢焊接材料的选择 碳素钢、低合金钢（包括低合金耐热钢、低合金高强钢）焊接材料的选择，应考虑下列因素：等强性和等韧性原则 承压承载的部件，通常根据材料的拉伸应力进行强度计算，拉伸需用应力与 材料的标准抗拉强度下限值有关，即许用应力 （σ）=σb/nb（各种标准nb的取值同） （σ）为材料的拉伸许用应力 σb为材料的标准抗拉强度下限值 nb 为安全系数（各种标准nb的取值不同） 所以焊接接头作为部件的一部分，其焊缝抗拉强度应不小于母材标准抗拉强度规定的下限。同时应注意焊接材料熔敷金属的抗拉强度不能大大高于母材的抗拉强度，而导致焊缝塑性性能降低，硬度增大，不利于随后的制造成型。尽管强度计算仅考虑材料的抗拉强度，各种工艺评定标准对焊缝的屈服强度均无要求，但选择焊接材料时也应考虑焊接材料熔敷金属的屈服强度不应低于母材的屈服强度，并注意保证一定的屈强比。当接头在高温运行通常用工作温度（或设计温度）下材料的高温短时抗拉强度规定下限进行需用应力计算即 [σt]= σbt/nb 其中[σt]为材料t温度下，短时抗拉强度规定值下计算的高温许用应力 σbt为材料t温度下，短时抗拉强度规定值下限 或工作温度下材料的持久强度蠕变极限进行许用应力计算 [σDt]= σDt/nD 其中，[σDt]为材料t温度下持久强度计算的许用应力 σDt为材料t温度下的持久强度 nD为安全系数（各种标准的取值不同） 因此，选择高温运行焊接接头的焊接材料时，应考虑其高温短时抗拉强度或持久强度不得低于母材的对应值。一般碳素钢和普通低合金钢选择焊接材料只要考虑焊接材料的考拉强度，可不考虑熔敷金属的化学成分与母材匹配，但对于Cr-Mo耐热钢材料的焊接，选择焊接材料不仅考虑其等强性，还应考虑合金元素的匹配以保证焊接接头的综合性能与母材一致。 在特殊情况下，部件按材料的屈服强度计算许用应力进行设计时，就必须以屈服强度的等强
各种常见钢材的焊接焊条及焊接工艺选用一览表 序号材质 焊接工艺及焊接材料焊接检验方法及数量 工艺方 法 焊丝焊条 光谱 检验 及复 查 无损检验 1 1Cr18Ni9Ti 对于管壁 厚度 ≤6mm 的管道， 采用全氩 焊接方 法，对于 管道壁 厚>7mm 的管道可 以才用氩 电联焊的 焊接方 法。对于 采用不锈 钢焊条的 焊缝可以 不进行热 处理，其 它焊缝根 据管道壁 厚进行选 择是否采 用预热、 热处理等 工艺。H1Cr19Ni9Ti、 H0Cr18Ni9Ti A137、A132 合金 焊缝 需要 进行 100 %光 谱复 查检 验 根据温度与 压力两个参 数定 2 0Cr19Ni9 H1Cr19Ni9、 H0Cr20Ni10 A102、 A107、132 3 0Cr18Ni11Nb H1Cr19Ni10Nb、 H1Cr19Ni9Ti A137、A132 4 0Cr18Ni11Ti H1Cr19Ni10Nb、 H1Cr19Ni9Ti A137、A132 5 0Cr23Ni13 H1Cr24Ni13、 H0Cr25Ni13 A407 6 1Cr20Ni14Si2 H1Cr24Ni13、 H0Cr25Ni13 A407 7 0Cr25Ni20 H1Cr25Ni20、 H0Cr25Ni13 A407 8 12Cr1MoVG TIG-R31 R317 9 12Cr2Mo TIG-R40 R407 10 10CrMo910 TIG-R40 R407 11 SA335P22 TIG-R40 R407 12 15CrMo (WC6) TIG-R30 R307 13 SA335P11、SA182F11、 SA335P12 TIG-R30 R307 14 15CrMo+12Cr1MoVG TIG-R30 R307 15 20+12Cr1MoVG TIG-J50 J507 16 20+SA335P22 TIG-J50 J507 17 20+15CrMoG TIG-J50 J507 18 SA335P22+15CrMo TIG-R30 R307 19 SA335P22+12Cr1MoV TIG-R31 R317 20 12Cr1MoV+1Cr18Ni9Ti H1Cr24Ni13、 H0Cr25Ni13 A302、A307 A335P11+1Cr18Ni9Ti H1Cr24Ni13、 H0Cr25Ni13 A302、A307 #20+1Cr18Ni9Ti H1Cr24Ni13、 H0Cr25Ni13 A302、A307 21 12Cr1MoV+12Cr1MoV TIG-R31 R317
镍及镍基合金焊材选用 镍是一种用途广泛的重要有色金属，具有熔点高﹑耐腐蚀性好﹑力学性能优良等特性。镍基合金是含镍量大于50%并含有多良其他元素的合金，镍基比铁基能固熔更多的合金元素，所以镍基合金不但保持了镍的良好特性，有兼有合金化组分的良好特性，既可耐高温，又可耐腐蚀。工程上将其分为两大合金类型，即耐热用镍基合金(有称高温合金)和耐腐蚀用镍基合金。前者主要用于航空﹑航天等高温工作构件；后者则用于化学﹑石油﹑核工业等苛刻腐蚀环境。 ⑴镍基高温合金：它是以镍﹑铬固熔体为基体并天家多种合金元素进行固熔强化而得到的合金。焊接结构常用的镍基高温合金的强化机制分为固熔强化和时效沉淀强化两大类。固熔强化是加入Cr ﹑Co ﹑W﹑Mo﹑Nb﹑Ta 等元素，以提高原子间结合力，产生点阵畸变，阻止位错运动，提高再结晶度等来强化固熔体。这类合金具有优良的抗氧化性，塑性较高，易于焊接，但热强性相对较低。时效强化是在固熔强化的基础上，天家较多的Al﹑Ti﹑Nb﹑Ta 等元素，他们与镍结合成共格稳定﹑成分复杂的金属间化合物，使合金的热强性大大提高。但是，Al﹑Ti ﹑Nb等元素的加入使焊接性变差，故这类元素的加入 总量宜限制在6%以下。固熔强化和时效强化的形变镍基高温合金牌号有30 个左右，如GH3030 ( Ni-20Cr-0.25Ti )﹑GH4033(Ni-20Cr-2.5Ti-0.8Al) 等。焊接时有可能产生凝固﹑液化裂纹或应变时效裂纹，Al ﹑Ti 等时效强化元素越多，裂纹敏感性越大。 ⑵镍基耐蚀合金：为提高镍基耐蚀合金的耐腐蚀性能，也加入Cr﹑W﹑Mo等合金元素；且要求碳量 越低越好；Ti ﹑Nb 等含量较低，主要作用是抑制碳的有害影响，以提高耐腐蚀性能，这均是与高温合金的重要区别。我国的耐腐蚀合金牌号标准见GB/T15007-1994 。镍基耐腐蚀合金也有固熔和沉淀两种强化 方式，但成分类型与镍基高温合金不同，有如下几种类型；Ni 系，近于纯镍，如Ni200 等；Ni-Cu 系，如蒙乃尔 ( monel) 400(66Ni31Cu);Ni-Cr 系和Ni-Cr-Fe 系，如因康镍( Inconel )600(76Ni15Cr8Fe) ﹑因康镍 718(53Ni19Cr3Mo5Nb18Fe);Ni-Fe-Cr 系，如因康洛依( Incoloy ) 800(32Ni46Fe21Cr);Ni-Mo 系和Ni-Cr-Mo 系，如哈斯特洛依( Hastelloy ) C (64Ni16Cr16Mo4W);Ni-Cr-Mo-Cu 系，含Cu 在3%以上。镍基耐蚀合金在焊接时可能产生热裂纹﹑焊缝气孔等问题，有的合金烈性(如Ni-Cr ﹑Ni-Mo﹑Ni-Cr-Mo 系)焊接接头还存在晶间腐蚀和应力腐蚀问题。 镍基合金具有耐活泼性气体﹑耐苛性介质﹑耐还原性酸介质腐蚀的良好性能，又经验有强度高﹑塑性好﹑可冷热变形和加工成型及可焊接的特点，因此，广泛应用于石油化工﹑冶金﹑原子能﹑海洋开发﹑航空﹑航天等工业中，解决一般不锈钢和其他金属﹑非金属材料无法解决的工程腐蚀问题，是一类非常重要的耐腐蚀金属材料。 镍基及铁镍基耐腐蚀合金的化学成分列于表1，哈氏系列耐腐蚀合金化学成分典型值列于表 2。
焊接材料选用的原则 公司各工地、项目部经常询问焊材选用的问题，而且大多为检修、技改工程急用。现将焊接材料选用的原则做以下描述： 焊接材料是指焊接时消耗材料的通称（包括：焊条、焊丝、焊剂、气体、电极等），这里描述的是指焊条和焊丝 1 焊接材料如何选用 1.1 根据母材的化学成份、力学性能、焊接性能并结合工件的结构特点和使用条件综合考虑，选用焊接材料。 1.2 合理的经济性，选用焊材时应在保证以上条件的基础上应选用价格便宜的焊材，以降低成本，如：重要承压部件应优先选用碱性低氢型焊条，因为该焊条脱硫脱氧充分，且含氢量低，焊缝金属抗裂性及冲击韧性能好，而对于一些非常重要部位不是重要承压的焊缝可选用酸性焊条，因为酸性焊条在强度上完全能满足焊缝的性能要求，而且工艺性能良好，价格便宜。 1.3 在焊接之前仅通过焊接工艺评定确定焊接材料的使用也是不全面的，如：Q345R钢的焊接，如评定中用了J507焊条，在施工中就用J507焊条也不完全合适。因J506、J507R、J507G、J507RH、J507DF等焊材，都在这个评定适用范围之内，所以在选用焊材之前应考虑诸多因素。 （1）从焊接设备，J506交直流焊机两用，J507只能使用于直流电源。 （2）从抗裂性能方面，J507RH大于J507。 （3）安全方面，J507DF（低尘）要好于J507，（尤其在封闭、空气不流通的环境焊接）。 （4）生产效率方面，J507Fe（铁粉焊条）生产效率高于J507，所以要综合考虑后确定焊材的选用。 2 相同钢号的焊接 2.1 通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用熔敷金属抗拉强度等于或稍高于母材的焊条，对于合金钢主要应选合金成分与母材相同或接近，抗拉强度相同应以保证焊缝力学性能，且不超过母材规定的抗拉强度上限为原则的焊材。 2.2 铬钼低合金耐热钢的焊材选用应保证焊缝金属的化学成份，使用温度且保证力学性能。 2.3 低温钢用焊材选用时应保证焊缝金属低温状态下的冲击韧性和力学性能。 2.4 高合金钢的焊材首先应保证焊缝金属的耐腐蚀及其它特殊要求，且应保证焊缝的力学性能。不同钢号的镍铬奥氏体钢的焊接宜按照合金含量数低的母材选用焊材。 2.5 不锈复合钢板基层的焊材选用应保证焊缝金属应保证力学性能且控制抗拉强度的上限，
焊接材料的选择 一．定义 焊接材料：焊接时所消耗材料（包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体、电极、熔剂等）的通称。 焊条：涂有药皮的供电弧焊用的熔化电极。 焊丝：焊接时作为填充金属，或同时用来导电的金属丝。 焊剂：焊接时，能够熔化形成熔渣（有的也有气体），对熔化金属起保护和冶金作用的一种颗粒状物质。 保护气体：焊接过程中用于保护金属熔滴、焊接熔池和焊接区高温金属，防止外界有害气体进入焊接区的气体。 电极：熔焊时，用以传导电流并使填充材料和母材熔化或本身也作为填充材料而熔化的金属丝（焊丝、焊条）、棒（石墨棒、钨棒）、管、板等。电阻焊时，指用以传导电路和传递压力的金属极。 熔剂：气焊时用以去除焊接过程中形成的氧化物、改善熔池的润湿性的粉状物质。 焊接材料选用的一般原则 1.焊条 对焊条的基本要求： （1）焊条的熔敷金属应具有良好的力学性能 （2）焊条的熔敷金属应具有规定的化学成分，以保证其使用性能的要求（3）焊条应具有良好的工艺性能 （4）要求焊条具有良好的抗气孔、抗裂纹能力 （5）焊条应具有良好的外观（表皮）质量 焊条的组成： 焊条由焊芯和药皮两部分组成。焊条中被药皮包覆的金属芯是焊芯，其主要作用是导电，在焊条端部形成电弧，同时焊芯靠电弧热熔化后，冷却形成具有一定成分的熔敷金属。焊条中涂在焊芯表面上的涂料称为药皮。其主要作用是机械保护作用、冶金处理作用和改善焊接工艺性能。 焊条的分类： 按熔渣的碱度分为酸性焊条和碱性焊条；按药皮的主要成分分为钛型、钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型；按用途分类分为结构钢焊条（J）、钼及铬钼耐热钢焊条（R）、不锈钢焊条（铬不锈钢G,铬镍不锈钢A）、堆焊焊条（D）、低温焊条（W）、铸铁焊条（Z）、镍及镍合金焊条（Ni）、铜及铜合金焊条（T）、铝及铝合金焊条（L）、特殊用途焊条（Ts）。 焊条的型号和牌号： 焊条的牌号应包括以下含义：焊条、焊条类别、焊条特点（如熔敷金属的抗拉强度、使用温度、焊芯金属类型、熔敷金属化学组成类型等）、药皮类型及焊接电源。 根据GB/T 5117-1995《碳钢焊条》和GB/T 5118-1995《的合金钢焊条》的规定，焊条型号的主体结构由字母“E”和四位数字组成，其结构和含义如下： E X1X2X3X4 E：表示焊条 X1X2：焊条系列，即熔敷金属抗拉强度最小值 X3：焊条的焊接位置 X4：焊条药皮类型及焊接电源种类
常用焊接材料选用明细 序号母材材质焊接材料 第一部分:压力管道用焊接材料 1、Ⅰ类材料 120J422 220H08Mn2Si 320TIG-J50 420H08Mn2Si+J422 520H08A 620TIG-J50+J427 7A106Gr.B H08Mn2SiA+J427 8A234WPB+A106Gr.B H08Mn2Si+J427 2、Ⅱ类材料 916Mn H08Mn2Si+J507 3、Ⅳ类材料 10A335 P22TIG-R40 R407 1112Cr1MoV H08CrMoVA 1212Cr1MoV H08CrMoVA+R317 1312Cr2MoG TIG-R40/R407 1415CrMo H05CrMoTiRe+R307 1515CrMo H13CrMoA+R307 1615CrMo+P11H13CrMoA+R307 17P11H13CrMoA+R307 18P22TIG-R40 19P22TIG-R40,R407 20P22+12Cr1MoV H08CrMoVA/R317 4、Ⅴ类材料 21Cr5Mo HCr5Mo+R507 22Cr5Mo TIG-R40+R507 23STFA-25HCr5Mo+R507 241Cr5Mo TIG-R40+R507 25P5（1Cr5Mo）A302 5、Ⅵ类材料 2609Mn2VDR TGS-1N+W707Ni 6、VII类材料 27A312 TP304TGF-308L，A137 28A312 TP316L TGF-316L A022 290Cr18Ni10Ti H0Cr20Ni10Ti 300Cr18Ni10Ti H0Cr20Ni10Ti/A137 310Cr18Ni12Mo2Ti TGF-316L A022 320Cr18Ni9E308L-T 330Cr18Ni9TGF308L-T 341Cr18Ni9Ti A132 35316L H00Cr19Ni12Mo2/A022 36TP304H1Cr19Ni9Ti/A132 37TP316H0Cr19Ni12Mo2/A202 38TP321H0Cr20Ni10Ti/A137
摘要]讨论了压力容器用焊接材料选择的原则:焊缝金属的性能应高于或等于母材性能。介绍了焊接材料采购技术条件的编制要求。 [关键词]焊接材料;焊缝金属;力学性能;化学成分;采购技术条件 1引言 焊接材料(以下简称焊材)的选择和使用一直是压力容器和焊接行业非常关注的问题。2000年版《压力容器焊接工艺评定》(ＪＢ4708-2000)和《压力容器焊接工艺规程》(ＪＢ/Ｔ4709-2000)标准(以下简称“新标准”)已正式颁布实施。“新标准”对焊材的选择使用提出了新的要求。本文结合我厂实践,讨论在压力容器设计制造中,如何贯彻“新标准”、选择合适的焊材以及如何编制焊材采购技术条。 2焊材选用原则 “新标准”规定的焊材选择原则是:焊缝金属的性能应高于或等于母材性能。压力容器应用广泛,服役条件复杂,故此“性能”应为根据设备实际工况所要求的力学性能、化学成分、耐腐蚀性能以及其它特殊要求等的综合。 2 1焊接接头的力学性能 压力容器产品焊接的基础质量是焊接接头的使用性能和焊接缺陷。焊接接头的力学性能(拉伸、弯曲和冲击)是压力容器设计制造的基础,是最基本的力学性能。因此焊材选择的主要依据是保证其焊接接头的力学性能,包括焊接接头在实际工况下的高温/低温力学性能、抗动载荷、疲劳载荷等性能。 2 1 1焊接接头抗拉强度[1]焊缝金属与母材强度匹配是压力容器行业和焊接行业的热点问题之一,争论颇多。对于强度型低合金钢按等强原则选用焊材,能保证焊接接头具有足够的韧性储备,适当超强有利于提高接头的抗脆断性能。对于强度级别为700～800ＭＰａ的高强钢,焊缝金属超强或过分低强,均易促进脆性断裂,接近等强的接头最为理想。焊缝低强在工艺上可以降低预热温度,减少冷裂纹敏感性。因此ＡＳＭＥ规范、ＧＢ150在坚持等强匹配的同时,也允许低匹配或高匹配在一定场合的实施应用。从文字表面上看,ＪＢ/Ｔ4709对焊材的选用要求完全依照等强原则。实际上,标准起草人在“标准释义”中说明:通常是按照熔敷金属名义值来选用焊材,而“熔敷金属实际强度往往超出名义值很多,再考虑冶金因
常用焊接材料（钢、不锈钢、钛、铜、铝）的焊接 101 试述低碳钢与低合金钢的焊接工艺。 ⑴焊接性低碳钢具有优良的焊接性，因此，低碳钢和低合金钢焊接时的焊接性仅决定于低合金钢的焊接性。 ⑵预热根据低合金钢的要求选用合适的预热温度。 ⑶焊接材料选择的原则是焊缝金属的强度、塑性和冲击韧度都不低于被焊钢种中的最低值，具体选择见表7-80。 表7-80 低碳钢与低合金钢焊接材料的选择 钢种低合金钢电弧焊电渣焊 CO2保护 焊焊丝 预热条件及温度（℃）屈服点（M Pa） 手弧 焊 埋弧焊 焊丝 焊 剂 焊条焊丝 焊 剂
低碳钢 300E4315H08A HJ43 1 H08A HJ3 60 H10MnSi板厚不预热350E5015 H08M nA HJ43 1 H08Mn 2Si HJ3 60 H10MnSi δ＞40mm，预热温度 ≥100℃400E5015 H08M nA HJ43 1 H08Mn 2Si HJ3 60 H10MnSi δ①＞32mm，预热温 度≥100℃450E5015 H08M nA H J43 1 H08Mn 2Si HJ3 60 H10MnSi ①δ——板厚（mm）。 102 什么是不锈钢的组织图？ 焊缝的组织决定于焊缝的成分，而焊缝的成分决定于母材的熔入量，即熔合比。因此，一定的熔合比决定了一定的焊缝成分和焊缝组织。熔合比发生变化时，焊缝的成分和组织都要随之发生相应的变化。不锈钢的成分、组织和熔合比的关系图称为不锈钢的组织图，见图7-14。 图中坐标为铬当量（Cr当量）和镍当量（Ni当量），其计算式为 Cr当量（%）=Cr+Mo+1.5Si+0.5Ni(质量分数)(%)
焊接材料的选择 一、焊丝 埋弧焊所用的焊丝有实心和药芯两类。后者只在某些特殊的工艺场合应用。生产中普遍使用的是实心焊丝。 焊丝的品种随所焊金属种类的增加而增加，目前已有碳素结构钢、合金结构钢、高合金钢和各种有色金属焊丝以及堆焊用的特殊合金焊丝。表4-4为国产钢焊丝标准直径及其允许偏差。 焊接直径的选择依用途而定。半自动埋弧焊用的焊丝较细，一般直径为1.6、2、2.4mm，以使能顺利通过软管，并且使焊工在操作中不会因焊丝的刚度而感到困难。自动埋弧焊一般使用直径3-6mm的焊丝，以充分发挥埋弧焊的大电流和高熔敷率的优点。埋弧焊时各种直径的普通钢焊丝使用的电流如表4-5所示。可见对于一定的电流值可能使用不同直径的焊丝。同一电流使用较小直径的焊丝时，可获得加大熔深、减小熔宽的效果。当工件装配不良时，宜选用较粗的焊丝。 焊丝表面应当干净光滑，焊接时能顺利地送进，以免给焊接过程带来干扰。除不锈钢焊丝和有色金属焊丝外，各种低碳钢和低合金钢焊丝的表面最好镀铜。 表4-4 钢焊丝直径及允许偏差（mm） 表4-5 各种直径普通钢焊丝埋弧焊使用的电流范围 二、焊剂 埋弧焊使用的焊剂是颗粒状可熔化的物质，其作用相当于焊条的涂料。
1、对焊剂的基本要求 （1）具有良好的冶金性能与选用的焊丝相配合，通过适当的焊接工艺来保证焊缝金属获得所需的化学成分和力学性能以及抗热裂和冷裂的能力。 （2）具有良好的工艺性能即要求有良好的稳弧、造渣、成形、脱渣等性能，并且在焊接过程中生成的有毒气体少。 2、焊剂的分类 埋弧焊焊剂除按其用途分为钢用焊剂和有色金属用焊剂外，通常按制造方法、化学成分、化学性质、颗粒结构等分类。 （1）按制造方法可分为三大类 1）熔炼焊剂：按配方比例称出所需原料，经干混均匀后进行熔化，随后注入冷水中或激冷板上使之粒化，在经干燥、捣碎、过筛等工序而成。熔炼焊剂按其颗粒结构又可分为玻璃状焊剂（呈透明状颗粒）、结晶状焊剂（颗粒具有结晶体特点）和浮石状焊剂（颗粒呈泡沫状）。 2）烧结焊剂：将各种粉料组分按配方比例混拌均匀加水玻璃调成湿料，在750-1000℃温度下烧结，再经破碎、过筛而成。 3）陶质焊剂：将各种粉料组分按配方比例混拌均匀，加水玻璃调成湿料，将湿料制成一定尺寸的颗粒，经350-500℃温度烘干即可使用。 （2）按化学成分分类 1）按碱度分为碱性焊剂、酸性焊剂和中性焊剂。 2）按重要成分含量分类如表4-7所示。 表4-7 按主要成分含量的焊剂分类 （3）按焊剂化学性质分类： 1）氧化性焊剂含大量SiO2、MnO、或FeO的焊剂 2）弱氧化性焊剂含SiO2、MnO、FeO等氧化物较少。
WCB LCB LCC WC6WC9C5A105LF2LF2F11F22F5A216/---常用材料焊材选用一览表 壳体材料A216/A352/A350A352/A350A217/A182A217/A336A217/A336C-Si C-Si C-Mn-Si 1.25Cr-0.5Mo 2.25Cr-1Mo 5Cr-0.5Mo 2016Mn 16Mn 15CrMo 10Cr2Mo 1Cr5Mo J507J507J507R307R407R507E7015E7015E7015E8015-B2E9015-B3E502-15AWS焊材标准号公称成分对应GB牌号GB焊材CF8M CF8CF3M CF3F316F304F316L F304L A351/A182A351/A182A182A182A351/A182A351/A18218Cr-12Ni-2Mo 18Cr-8Ni 18Cr-10Ni-Ti 1Cr-0.5Mo 18Cr-12Ni-2Mo 18Cr-8Ni 0Cr18Ni12Mo2T 壳体材料F321F12标准号公称成分i 0Cr18Ni90Cr18Ni110Ti 00Cr17Ni14Mo2 00Cr18Ni9A202A102A132R307A022A002E316-16E308-16E347-16E8015-B2E316L-16E308L-16CF8C WC1CN7M F347F1ALLOY 20///IRON 对应GB牌号GB焊材AWS焊材壳体材料WCC MONEL A351/A182A217/ A182A216A351/B47318Cr-10Ni-Cb C-0.5Mo C-Mn-Si 70Ni-30Cu 19Cr-29Ni A132J507J507Ni202A902Z308E347-16E7015E7015ENiCu-7E320-16ENi-CI 标准号公称成分对应GB牌号GB焊材AWS焊材C12CD3MN/4A C12A F9F51F91A217/A336 A890/A182(双相 钢)A351 A352 B163 NO6600 A336 9Cr-1Mo 25Cr-8Ni3Mo-W-19Cr-10Ni-3Mo 3.5Ni 72Ni-15 Cr-8Fe 9Cr-1Mo-V CG8M LC3INCONEL600标准号 公称成分壳体材料Cu-N R707A242W107Ni357AWS A5.5-96E505-15E2209E317-16E7015-C2L ENiCrFe-2E9015-B9ZG354C CA15F6GB焊材AWS焊材壳体材料CD4MCu/1A CD4MCu N/1B AISI4130 对应GB牌号35 AISI8625F6a A890(双相钢) A890(双相钢) A487 A217/ A182 标准号
焊接材料的选择标准 前言： 在地面工艺流程施工建设中，大到工艺流程安装，小到管道阀门的焊补更换都离不开焊接，而只要焊接就离不开焊接材料，因此，在焊接工作中，焊接材料的工艺性能决定了焊缝质量。焊接材料的选择标准就成为保证焊接质量的关键之所在。 碳钢、铸铁、不锈钢等是目前工艺流程施工中应用最广泛的材料，对于这些不同的材质应根据母材的成分、性能及工作条件来选择焊接材料。从而保证焊缝达到施工工艺要求的焊接质量。日常工作中，此三种材料的焊接均采用手工电弧焊。因此，为满足施工工艺要求，确保焊接质量，焊条的选择标准就显得尤为重要。 众所周知，焊条是由焊芯和药皮（涂料）两部分组成。焊芯起导电和填充焊缝金属的作用，药皮则是用于保证焊接顺利进行并使焊缝具有一定的化学成分和力学性能。但是，焊条焊芯的成分和药皮的原料、名称及其作用则是不为人了解的。 一、焊芯 焊芯是焊条中的金属芯部，在电弧高温作用下熔化，与焊件金属母材熔合形成焊缝。焊芯的成分对焊缝质量有很大的影响。因此用作焊芯的钢丝通常使用平炉冶炼的优质钢，先轧制成盘条，然后再拔制成不同直径的焊芯。E4303（J422）、E5015(J507)、E5016(J506)三种焊条均使用“H08”钢芯，其中“H”表示焊芯的牌号，“08”表示焊芯中的碳含量为0.08％。“08＃”钢属于低碳钢，其塑性好，易于拉拔。 二、药皮
1、焊条药皮的组成 药皮主要由矿物、铁合金、有机物和水玻璃等四类物质组成。根据原材料的作用特点还可以分为稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂、稀释剂、粘接剂等。 2、焊条药皮的作用 焊接是一个复杂的冶金反应过程，在这个过程中，焊条药皮起很大作用，主要有：①稳弧作用②造气保护作用③造渣保护作用④脱氧、去硫、去磷作用⑤渗合金作用⑥套筒保护作用。通过以上六个作用保证了焊接过程的稳定，并且使焊缝达到所要求的成分和性能。 3、根据药皮类型及特点可分为： 钛铁矿型、钛钙型、铁粉钛钙型、铁粉钛型、高纤维素钾型、高纤维素钠型、氧化铁型、铁粉氧化铁型、铁粉低氢型、低氢纳型、低氢钾型药皮。 三、药皮的酸碱度 焊条药皮中的氧化物多为酸性氧化物，其熔渣的化学性质呈酸性，药皮中主要有TiO2、MnO2、FeO、SiO2等氧化物，氧化性强，元素烧损量大，含氧、氮高，所以机械性能差。又因为酸性渣脱硫脱磷能力差，所以抗裂性能差，但其工艺性能好，对油、锈、水不敏感，抗气孔能力强，并且可用交、直流电源，因此适用于一般碳钢结构的焊接。此类焊条称为酸性焊条。如：E4303（J422） 药皮中含有大量碱性氧化物同时还含有氟化钙的焊条，药皮中主要有CaCO3、CaF2、SiO2、MgCO3及大量铁合金，脱氧能力强，脱硫、脱磷能力也较强，所以机械性能和抗裂性能均较好；但是工艺性能差，对油、
焊接材料选用原则 1.编制说明 1.1本标准作为工厂产品设计，工艺文件编制和焊接材料定额制定的主要依据。 2. 焊接材料选用标准依据以下原则制定。 2．1结构钢焊接材料的选用主要考虑其熔敷金属的强度等于或略高于母材。但对于淬硬倾向较大的钢种，其底层焊缝或非主要受力焊缝，可以选用其熔敷金属强度略低于母材的焊接材料。 2. 2对于耐热钢或不锈钢的焊接材料，主要考虑其熔敷金属的化学成份应与母材基本接近。 2. 3同时要考虑到产品的工作条件和刚度大小。 2. 4同时要考虑到焊接工艺性能的因素。 2. 5为了便于工厂对焊接材料的采购和管理，尽量简化品种。 2. 6低合金钢与碳钢的异种钢焊，焊接材料选用基本原则是以机械性能达到较低一侧，而焊接工艺应按要求较高一侧。 2. 7不锈钢与其他的异种钢焊接，焊接材料选用的基本原则是考虑过渡层的焊接特性。 2. 8由于异种钢焊接情况比较复杂，某些情况下亦应通过焊接工艺试验或其它原则选定。 3．考虑到供应工作的困难及其它特殊原因，在选用标准中，专列一项“允许代用焊条（焊丝）”。 在一般情况下均应选用“应选用焊条（焊丝）”一栏中拟定的牌号。 4. 对于我厂第一次使用的新钢种，必须经过焊接工艺评定试验，确定其焊接材料，包括本标准中已列出的钢种，也必须通过焊接工艺评定试验加以验证。 5. 焊接材料选用标准（表1、表2、表3、表4）
表2常用钢材焊接材料选用表
表3异种钢材焊接材料选用表 1.低合金钢与碳钢焊接 注：1）碳钢包括Q235-A，20，20g 2）低合金钢包括：16Mn；16Mng；16MnR；20MnMo；19Mn6； 15MnV；14MnMoV；18MnMoNb；BHW-35 3）耐热钢包括：12CrMo；15CrMo；12Cr1MoV；12Cr2MoWVTiB 4）奥氏体不锈钢包括：0Cr18Ni9；1Cr18Ni9；0Cr18Ni9Ti； 1Cr18Ni9Ti；Cr20Ni14Si2；Cr25Ni13；Cr25Ni20 5）铁素体不锈钢包括：0Cr13；1Cr13 6）马氏体不锈钢包括：2Cr13；3Cr13；1Cr6Si2Mo
焊条焊丝选用表
附录A： 表1 常用钢材焊接的焊材选用 钢号 手工电弧焊埋弧焊CO2气体 保护焊 焊丝钢号 氩弧焊 焊丝钢号焊条 焊丝钢号 焊剂 牌号 型号牌号 Q235A·F Q235B、10、20 E4303 J422 HO8A H08MnA HJ431 H08Mn2SiA H08Mn2SiA TIG-J50 10、20 20R、20g E4316 E4315 E5016 E5015 J426 J427 J506 J507 HO8A H08MnA HJ431 H08Mn2SiA H08Mn2SiA TIG-J50 25 E5003 E5016 E5015 J502 J506 J507 HO8A H08MnA HJ431 H08Mn2SiA H08Mn2SiA TIG-J50 09Mn2V 09Mn2VDR 09Mn2VD E5515-C1 W707Ni H08Mn2MoVA HJ250 H08Mn2MoVA H08Mn2MoVA 06MnNbDR E5515-C2 W907Ni - - - - 16Mn 16MnR 16MnRC E5016 E5015 J506 J507 H10MnSiA H10Mn2A HJ431 HJ350 H08Mn2SiA H08Mn2SiA TIG-J50 16MnDR 16MnD E5016-G E5015-G J506RH J507RH H10MnA H10Mn2 HJ431 HJ350 H08Mn2SiA H08Mn2SiA TIG-J50 15MnV 15MnVR 15MnVRC E5016 E5015 E5015-G J506 J507 J557 H08MnMoA H10MnSiA H10Mn2A HJ431 HJ350 H08Mn2SiA H08Mn2SiA TIG-J50 15MnVNR E6016-D1 E6015-D1 J606 J607 H08MnMoA HJ350 H08Mn2SiA H08Mn2SiA 18MnMoNbR E7015-D2 J707 H08Mn2MoA HJ250G - - 12CrMo E5015-B1 R207 H13CrMoA HJ350 - H08CrMoA TIG-R20 15CrMo E5015-B2 R307 H13CrMoA HJ250G - H13CrMoA TIG-R30 12Cr1MoV E5015-B2-V R317 H8CrMoVA HJ350 - H8CrMoVA TIG-R31 12Cr2Mo E6015-B3 R407 - - - TIG-R40 1Cr5Mo E1-5MoV-15 R507 - - - TIG-R50
2.1 材料选用 2.1.1 母材材料选用 2.1.1.1 钢结构对材料的要求[5] 钢结构所用的钢必须符合下列要求： 1）较高的抗拉强度f u和屈服点f y f y是衡量结构承载能力的指标，f y高则可减轻结构自重、节约钢材和降低造 价。f u是衡量钢材经过较大变形后的抗拉能力，它直接反映钢材内部组织的优劣，同时f u高可以增加结构的安全保障。 2）较高的塑性和韧性 塑性和韧性好，结构在静载和动载作用下有足够的应变能力，既可减轻结构脆性破坏的倾向，又能通过较大的塑性变形调整局部应力，同时又具有较好的抵抗交变荷载作用的能力。 3）良好的工艺性能 良好的工艺性能不但能保证通过冷加工、热加工和焊接加工成各种形式结构，而且不致因加工而对结构的强度、塑性、韧性等造成较大的不良影响。 此外，根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境能力。 按以上要求，钢结构设计规范具体规定：承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服点和碳、硫、磷含量的合格保证；焊接结构尚应具有冷弯试验的合格保证；对某些承受动力荷载的结构以及重要的受拉或受弯的焊接结构尚应具有常温或负温冲击韧性的合格保证。 2.1.1.2 钢结构用钢的分类[5] 在钢结构中采用的钢材主要有两种：碳素结构钢（或称普通碳素钢）和低合金结构钢。 1）碳素结构钢 根据国家标准《碳素结构钢》（GB700-88）的规定，将碳素结构钢分为Q19 5、Q215、Q235、Q255和Q275等五种牌号，钢的牌号有屈服强度字母（Q）、屈 服强度值、质量等级符号（A、B、C和D）、脱氧方法符号等四部分顺序组成。 常见用钢具体参数见表2-1-1。 2）低合金钢
101 试述低碳钢与低合金钢的焊接工艺。 ⑴焊接性低碳钢具有优良的焊接性，因此，低碳钢和低合金钢焊接时的焊接性仅决定于低合金钢的焊接性。 ⑵预热根据低合金钢的要求选用合适的预热温度。 ⑶焊接材料选择的原则是焊缝金属的强度、塑性和冲击韧度都不低于被焊钢种中的最低值，具体选择见表7-80。 表7-80 低碳钢与低合金钢焊接材料的选择 ①δ——板厚（mm）。 102 什么是不锈钢的组织图？ 焊缝的组织决定于焊缝的成分，而焊缝的成分决定于母材的熔入量，即熔合比。因此，一定的熔合比决定了一定的焊缝成分和焊缝组织。熔合比发生变化时，焊缝的成分和组织都要随之发生相应的变化。不锈钢的成分、组织和熔合比的关系图称为不锈钢的组织图，见图7-14。 图中坐标为铬当量（Cr当量）和镍当量（Ni当量），其计算式为 Cr当量（%）=Cr+Mo+1.5Si+0.5Ni(质量分数)(%) Ni当量（%）=Ni+30C+0.5Mn(质量分数)(%)
当知道了两种母材金属的化学成分后，可分别算出其铬当量和镍当量，根据两者的值在不锈钢组织图上找出相应的点，然后根据熔合比，就能确定不锈钢焊缝的组织状态。 103 试分析 1Cr18Ni9Ti 不锈钢和Q235-A 低碳钢采用不加填充焊丝的手工钨极氩弧焊焊接时，焊缝的组织。 1Cr18Ni9Ti 不锈钢和Q235-A 低碳钢的铬当量和镍当量，见表7-81。 表7-81 铬、镍当量值 若假设两种母材的熔化数量相同，其熔合比分别为50%， 则其组织应在不锈钢组织图a-b 连线的中点f （图7-14），由图中看出焊缝组织为马氏体。由此可见，1Cr18Ni9Ti 不锈钢和Q235-A 低碳钢采用手工钨极氩弧焊焊接时，如果不加填充焊丝，则在焊缝中要避免出现马氏体组织是不可能的。 104 为什么1Cr18Ni9Ti 不锈钢和Q235-A 低碳钢手弧焊时，应选用 E1-23-13-16、E1-23-13-15（A302、A307）焊条？ 今用E0-19-10-16（A102）、E1-23-13-15（A307）、E2-26-21-15（A407 ）三种焊条进行分析比较，该三种焊条的铬、镍当量值及在不锈钢组织图上的位置，分别见表7-82、图7-14。 表7-82 奥氏体不锈钢焊条的铬、镍当量值
常用焊接材料选择及使用原则 焊工施焊前，必须对被焊工件的材质、技术要求和所用的焊接设备充分了解，正确选择焊接材料及焊接参数，保证工件的焊接质量。 常用钢材的焊接材料 焊条直径的选择 焊条直径主要取决于焊件的厚度，焊件的厚度越大选用焊条直径
越粗。厚板对接接头坡口内，第一层焊接时要用较细的焊条或用CO2气体保护焊打底。另外焊条直径还要根据焊接接头型式、坡口形式、是否焊透的情况来选择。 各种直径电焊条使用电流 焊接电流增大能提高生产率，但电流过大易造成焊缝咬边、烧穿等缺陷。电流过小也易造成夹渣、未焊透等缺陷，且降低生产率。故应适当地选择、调整焊接电流。可参考下表： 埋弧焊接使用电流 使用焊条、焊丝、焊剂的注意事项 1.焊条：
1. 1使用的焊条必须具有制造厂质量合格证。 1.2分类分牌号存放、保管，避免混乱。存放地点应通风、干燥， 离地、离墙距离应在0.3米以上，防潮变质。 1.3如发现焊条内部有锈迹，必须经试验合格后方可使用。焊条 出现严重受潮，药皮脱落等情况禁止使用。 1.4焊条使用前应按说明书规定温度烘干。一般碱性焊条（如： J507等）烘干温度为300~350℃，保温1小时；一般酸性 焊条烘干温度为75 ~ 150℃，保温1小时。烘干后的焊条缓冷至80 ~ 100℃左右，烘干升温及降温速度应缓缓增减，不宜太快，防止药皮开裂、脱落。 1.5烘干后的焊条轻拿轻放，用多少取多少，随取随用。剩余焊条应放入低温箱保存待用。重新烘干次数按焊条说明书执行，若无要求，一般可以重复烘干三次，超过三次必须征求焊条制造厂的意见。 2焊丝 2.1使用的焊丝必须具有制造厂质量合格证。 2.2分类存放、保管。存放地点应通风、干燥，离地、离墙距离 应在0.3米以上，防止锈蚀。 2.3焊前应仔细对焊丝进行检查并清理，除去锈蚀、油污和杂质， 防止焊接时产生气孔等缺陷。 3 焊剂 3.1使用的焊剂必须具有制造厂质量合格证。